基于MODIS数据的区域蒸散发估算研究

应用遥感方法计算区域蒸散发具有很多常规方法所没有的优势.在基于地表能量平衡原理的SEBAL模型基础上提出了将新一代对地观测数据MODIS应用于反演区域地表蒸散的计算方法,并对新疆焉耆盆地的日蒸散发与月蒸散发情况进行了计算模拟,获取了相关地面特征参数.通过与基于ETM数据的SEBAL模型计算结果进行对比分析,验证了MODIS数据计算结果的合理性,并利用研究区实测水面蒸发值与区域水均衡方法对MODIS计算结果进行进一步的验证,说明了利用MODIS数据反演区域蒸散发的方法是切实可行的.     

基于SEBAL模型的宁夏蒸散发遥感估算

宁夏地处干旱半干旱地区,地表蒸散发较为强烈,目前对于区域尺度蒸散发的反演是一大难点,常见的蒸散发产品分辨率较低。基于SEBAL模型对宁夏地区地表蒸散发进行了反演,并采用现有数据集对其估算精度进行了验证,结果发现,利用P-M模型和气象站水面蒸发数据验证,相关系数R²的平均值都保持在0.80和0.79以上,利用MOD16蒸散量产品验证,得到R²的平均值保持在0.90以上,均方根误差的平均值为1.03,偏差的平均值为1.76;宁夏地表蒸散量时空变化特征,在空间上,基本呈现为北部平原向南部山区增加趋势特征,在时间上,2001-2021年蒸散量整体呈上升趋势;分析不同土地利用类型地表蒸散量的分布规律,不同土地利用类型地表蒸散量的能力大小依次为：林地>耕地>水域>草地>城市建设用地>裸地,蒸散量均值依次为10.18、8.18、8.12、7.83、7.70、7.48 mm/d。研究结果表明,基于SEBAL模型反演得到的地表蒸散量有较高的精确度,同时该结果具有较高的分辨率以及在干旱半干旱地区有更广的适用性。     

基于遥感蒸散发模型的净灌溉水量测算空间尺度研究

【目的】农业用水总量和灌溉水有效利用系数是最严格水资源管理考核总量红线和效率红线控制的重要指标。目前遥感蒸散发模型在珠江片区域蒸散发量估算和净灌溉水量评估的应用度不高,对其空间适用尺度缺乏研究。【方法】以广西区为例,通过试验观测-遥感解译等技术计算不同空间尺度遥感蒸散发量,并与相应尺度直接量测的净灌溉水量建立线性相关关系,根据相关系数,得出误差最小的空间尺度,从而建立一套更准确、快速、有效的最优空间尺度下,根据遥感蒸散发量进行区域净灌溉水量估算的方法。【结果】在较大的广西区、片区尺度,净灌溉用水量和遥感蒸散发量之间存在明显的线性相关关系,相关系数在0.8以上;对比广西区和桂中片区净灌溉用水量实测结果与遥感估算结果,误差均在0.5%以内。【结论】在片区和广西区等较大尺度,遥感测算结果的可信度较高,遥感蒸散发模型适用性较强,其估算结果可为最严格水资源管理考核和农业水资源科学管理提供科学支撑。     

基于SEBS模型反演凌河流域尺度地表蒸散发量

利用NOAA/AVHRR数据和气象资料,结合反演陆面蒸发较为准确的SEBS(Surface Energy Balance System)模型,反演了2011年我国辽宁西部地区凌河流域蒸散发量的时空分布。研究表明,凌河流域各月的蒸散发量变化范围在0~7mm之间,少数地区超过7mm。研究为大面积获取我国辽西北干旱地区的蒸散发情况奠定了基础。     

基于SEBAL模型和环境卫星的区域蒸散发量及灌溉水利用系数估算研究

[目的]探索基于遥感技术建立准确快捷评估区域蒸散发量和灌溉水利用系数的方法.[方法]以河套灌区义长灌域为研究区,基于SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)模型和较高时空分辨率的环境卫星影像,建立了SEBAL遥感蒸散发估算模型,并与降水量、灌水量和地下水位数据结合...     

一种简化蒸散发遥感反演模型及其在灌区的应用

提出简化的地表能量平衡模型(SSEB)将站点作物蒸散发量递推到整个灌区。首先由气象观测资料计算作物潜在蒸散发量,结合Landsat ETM+60 m热红外波段反演的地表温度差异把站点单日ET扩展到灌区,再融合ETM+和MODIS 1 km热红外时间系列数据,进一步提取全年灌区尺度蒸散发分布图。用湖北漳河灌区2000年的影像资料,将SSEB与SEBAL模型计算结果进行对比,结果表明,二者的决定系数R2达到了0.89。漳河灌区蒸散发主要来源于二、三干渠,年总蒸散发量中,作物蒸发蒸腾占67%,林地蒸散发占17%,水面加上裸地等其它用地的无效蒸散发占16%。     

华北典型区SEBAL模型蒸散发反演的适用性分析

为获取农田蒸散发量,探究SEBAL模型在华北地区的适用性,以邯郸市永年区为研究对象,基于MODIS数据的SEBAL模型,通过地表能量平衡法计算区域冬小麦关键生长期中不同时期单日蒸散量的情况,并与P-M法结果进行适用性分析,其相对误差在23％左右.分析结果表明:SEBAL模型在研究区的蒸散发模拟精度较准确,且方法简单高效...     

基于SEBAL模型和Landsat-8遥感数据的农田蒸散发估算

【目的】及时准确地获取农田蒸散发量,为科学管理农田灌溉、精准估算作物产量和预报土壤水分动态、合理开发水资源等提供有效依据。【方法】以广利灌区为研究对象,基于SEBAL模型利用Landsat-8数据对研究区域农田蒸散发进行估算,通过地表参数计算净辐射通量、土壤热通量和感热通量,利用余项法求得潜热通量及瞬时蒸散发。假定24 h内蒸散比不变,由瞬时蒸散发扩展到日蒸散发量,最终求得研究区的日平均蒸散发量,将模型计算结果与彭曼公式进行了对比,同时结合灌区提供数据对计算结果进行了验证。【结果】彭曼公式计算2014年5月6日和2015年9月14日蒸散量与实测结果相差分别为5.2%和9.4%,SEBAL模型估算得到2014年5月6日和2015年9月14日的日蒸散量与灌区提供日蒸散量相差4.5%、6.0%,且冬小麦及夏玉米蒸散发在空间上存在一定的差异性,主要集中在灌区中部区域及西南区域。【结论】SEBAL模型计算结果具有较高的精度,而且方法相对快捷高效。     

冠层截留对PML模型蒸散发及能量分配的影响

冠层截留是地表蒸散发过程的重要组成部分,分析冠层截留对蒸散发过程的影响对提高蒸散发模拟精度有积极作用。基于叶面积指数的遥感Penman-Monteith模型（PML）将蒸散发过程分为土壤蒸发和植被散发两部分,在冠层截留对蒸散发及能量分配影响研究方面关注较少。对PML模型加入冠层截留模块,基于望都站2020年的观测数据进行参数率定和模拟,结果表明：①改进后的PML模型在望都站取得较高精度,模拟值与观测值的R²为0.71;②望都站冠层截留占年总蒸散发的3.14%,占年降水量的4.37%,土壤蒸发所占比重最大;③在引入冠层截留后,PML模拟的土壤蒸发吸收能量下降了3.46%;植被散发吸收能量降低了5.10%。本研究可为认识冠层截留对PML模拟的各蒸散发组分的影响机理提供参考。     

基于地面观测和Sentinel-2数据的玉米实际蒸散发估算

基于遥感技术估算作物蒸散发(Evapotranspiration,ET)对农业用水效率评价和精量灌溉决策具有重要意义。结合Sentinel-2数据和农田连续地面观测资料,利用混合双源蒸散发模型(Hybrid dual-source scheme and trapezoid framework-based evapotranspiration model,HTEM)对宁夏回族自治区中卫市2019年两个试验田玉米主要生育期(5—8月)的蒸散发量进行估算,并用水量平衡法对遥感估算结果进行验证和评价。结果表明:Sentinel-2数据具有高时空分辨率,能够与研究区复杂的种植地块相匹配,减少了混合像元的数量;遥感反演参数与地面观测数据拟合度较高,研究区2019年遥感反演的玉米田净辐射量均方根误差为36.256 W/m²。利用HTEM模型估算可得,主要生育期内研究区两个玉米试验田的日均实际蒸散发量分别为4.269 mm/d和4.339 mm/d,实际蒸散发总量分别为525.114 mm和533.690 mm,其中植被蒸腾量分别为363.483 mm和358.196 mm,生育初期主要以土壤蒸发形式消耗水分,随着作物的生长,在生育中后期主要以植被蒸腾的形式消耗水分。ET遥感反演结果与水量平衡结果之间差别不显著,两个观测点绝对误差分别为13.533 mm和7.774 mm。因此,结合地面连续观测系统和Sentinel-2数据估算研究区玉米生育阶段蒸散发量具有较高的精度,可为作物耗水规律研究及区域农业水管理提供技术支撑。     

应用RS技术建立估算蒸散发模型的研究

蒸散发是水资源分配利用的依据,能够估算出不同气候环境、不同区域的蒸散发是目前研究的重点。这些年运用遥感手段建立模型,结合地面气象站的气象数据、卫星影像等信息,提取参数建立模型来估算蒸散发的方法已经有了较为广泛的运用。其中,利用能量平衡来建立模型尤为广泛,不同的模型,选取参数、处理方法上有所不同,着重针对SEBAL、SEBS估算模型进行详细的对比介绍,SEBAL模型是具有较为坚实的物理基础,已经在平原、盆地、流域等区域进行了成功的应用,SEBS模型与SEBAL模型在模型建立原理上一致,但在计算感热通量H时,采用总体大气的相似理论,引入了热传输粗糙度长度。对这两模型进行了系统学习分析,并针对在新疆未来可开展的工作进行展望。     

考虑坡面地形的蒸散发遥感估算及空间分布研究

为了研究非均匀地表的蒸散特征,结合地面气象资料,考虑地形效应增加了坡地辐射计算方法,结合Landsat 8波段特征构建双层蒸散发遥感模型。以北京市西北方位的水源上游区为例,进行了蒸散发的估算、验证与分析。估算结果与地表通量站实测值对比发现,感热通量和潜热通量的平均误差分别为4.12%和8.36%,确定系数为0.82和0.98,相关关系较强;与坡地日蒸散发观测数据对比,平均相对误差为8.12%,均方根误差为0.35mm/d,具有较好的估算精度。结合土地利用探讨了水热通量、蒸散发的空间分布情况,同时分析了蒸散发与坡面地形之间的关系:坡度小于35°时,随坡度上升,日蒸散发有较为明显的增加趋势;当坡度大于35°时,受植被覆盖率影响,各季节代表日的日蒸散发呈现不同的变化趋势。各季节代表日蒸散发与坡向同样存在较为显著的相关关系,趋势线呈反抛物线。     

基于CiteSpace的农作物遥感估产知识图谱分析

为了更直观地了解国内外农作物遥感估产研究现状,本文运用CiteSpace软件对CNKI中文数据库与WOS英文数据库中关于农作物估产研究的825篇文献进行可视化分析得到知识图谱。结果表明,作物遥感估产领域的核心关键词主要是(冬)小麦、植被指数和模型,以冬小麦为估产对象研究讨论的文章居多;国内在作物遥感估产领域的作者发文量差异较大,合作呈现“大部分集中,小部分分散”的分布方式;发文机构主要集中在北京、浙江和江苏等地的中科院二级机构、地方研究所和大学;WOS数据库中,美国、中国和印度在该领域刊文数量排名前3;WOS数据库文献的共引分析中,共引次数排名前10的文章,共引次数均达到15以上,这些文章代表了作物遥感估产领域的基础知识和研究前沿的演变。     

基于植被指数的锡林河流域生物量动态遥感估算

本研究以地面样方调查结合2000-2013年MODIS—NDVI数据,建立样方生物量和遥感数据的关系模型,反演锡林河流域产草量的时空分布。研究结果表明：建立的植被指数模型相关系数达到0.6以上,模型精度为80%,线性模型作为遥感估测应用可行;锡林河流域年平均产草量鲜重为1001kg/hm2,空间分布呈现东南高-西北低的空间分布规律;2000-2013年,产草量年际间变化大,变异系数为51.6%,产草量总体呈波动上升趋势。锡林河流域草原产草量的时空变化与主要气候因素（气温、降水）关系密切,特别是受降水量的时空变化影响更为显著。本研究结论可以为有效地保护和利用草地资源、合理配置载畜量和恢复草原生态环境提供有效的技术支持和保障。     

遥感技术在农业生产中的实际应用

农业发展关系社会稳定和发展。随着科技发展,遥感技术已经应用于农业生产。首先对遥感技术的含义和特征进了简单分析,然后探讨了遥感技术在农业生产中的具体应用,最后预测了遥感技术在农业生产中的应用前景,希望为相关研究提供参考和借鉴。     

Combining remote sensing and in situ soil moisture data for the application and validation of a distributed water balance model (HIDROMORE)

An application of the FAO56 approach to calculate actual evapotranspiration (AET) and soil moisture is reported, implemented by means of the HIDROMORE computerized tool, which performs spatially distributed calculations of hydrological parameters at watershed scale. The paper describes the application and validation of the model over 1 year in an area located in the central sector of the Duero Basin (Spain), where there is a network of 23 stations for continuous measurement of soil moisture (REMEDHUS; Soil Moisture Measurement Stations Network) distributed over an area of around 1300 km². The application integrated a series of Landsat 7 ETM+ images of 2002, from which the NDVI series (Normalized Difference Vegetation Index) and the map of land covers/uses were derived. Validation consisted of the use of the REMEDHUS soil moisture series and their comparison with the series resulting from the application. Two simulations were performed, with soil parameters values at the surface (0-5 cm depth) and at the mean of the profile scale (0-100 cm depth). The behaviour of the simulated soil moisture was described by means of its correlation with the measured soil moisture (determination coefficient, R² = 0.67 for the surface values and 0.81 for the mean profile values), and the Root Mean Square Error (RMSE), resulting in a range of it for the 23 stations between 0.010 and 0.061 cm³ cm⁻³. The application afforded an underestimation of the soil moisture content, which suggests the need for a redefinition of the limits of the plant available water used in the calculation. The results showed that HIDROMORE is an efficient tool for the characterization of hydrological parameters at global scale in the study zone. The combination of the FAO56 methodology and remote sensing techniques was efficient in the spatially distributed simulation of soil moisture.     

基于无人机影像技术的小麦长势遥感监测

随着精准农业的发展,农作物长势监测越来越重要.传统的小麦长势监测主要依靠人工采样进行,作业效率低、监测范围小、耗费人力物力大.为有效提高小麦长势监测效率,引入无人机影像技术,以曹妃甸地区的小麦为研究对象,利用无人机影像技术和高光谱影像采集传感器完成对曹妃甸地区小麦叶面积指数、叶片生物量、叶绿素含量及叶片氮含量等长势参数...     

设施农业的高分辨率遥感影像信息提取方法的研究

以SPOT5高分辨率遥感影像作为基础底图,结合设施农业空间位置分布规律及其纹理特征在高分辨率遥感影像上的体现,设计了批量设施自动生成算法,重点研究了设施对象坐标的计算方法。同时,通过实际应用验证了该方法的准确性。